Une étude calcule l’impact de la poussière sur la performance des modules PV

D’après pv magazine International

Des chercheurs internationaux ont étudié l’impact de l’accumulation de poussière sur les performances des systèmes photovoltaïques dans deux régions climatiques du Pakistan. Ils ont quantifié la quantité précise de densité de poussière sur les panneaux et ont analysé la composition et la taille des particules. Pour cela, ils ont comparé une installation sur le toit d’un bâtiment dans la capitale pakistanaise, Islamabad, et une autre dans la ville méridionale de Bahawalpur.

Leurs travaux sont présentés dans l’article “Effect of dust accumulation on the performance of photovoltaic modules for different climate regions” (Effet de l’accumulation de poussière sur les performances des modules photovoltaïques pour différentes régions climatiques), récemment publié dans la revue Heliyon. L’équipe comprenait des universitaires de l’université nationale des sciences et de la technologie (NUST) du Pakistan et de l’université islamique de Bahawalpur, ainsi que de l’université britannique de Warwick.

« Le climat d’Islamabad est propre, agréable et chaud, avec une température annuelle moyenne de 20,3°C. Même le mois le plus sec contient beaucoup de précipitations, ce qui contribue à nettoyer les modules photovoltaïques, ont-ils indiqué. Bahawalpur est situé dans une région désertique avec un climat sec, pratiquement sans précipitations, mais avec de fréquentes tempêtes de vent et de poussière, et une température annuelle moyenne de 26,1°C ».

Les installations étaient composées de modules polycristallins de 40 W et de panneaux de référence maintenus constamment propres. Tous les modules étaient montés sur des supports métalliques orientés vers le sud avec des angles d’inclinaison fixes de 34 degrés. Le groupe de recherche a recueilli des données sur le rayonnement solaire global ainsi que sur la tension et le courant de chaque module. Ils ont ajusté des feuilles de verre sur les modules photovoltaïques pour collecter la poussière et analyser ses propriétés.

« Après six semaines d’exposition atmosphérique, les modules poussiéreux présentaient un rendement nettement inférieur en fonction des différentes densités de poussière dans les deux régions », notent-ils. La poussière totale accumulée à Islamabad était de 6,388 g/m², avec une moyenne journalière de 0,152 g/m². À Bahawalpur, l’accumulation totale de poussière était de 10 254 g/m2 et la moyenne journalière de 0,244 g/m2. La microscopie électronique à balayage (MEB) a montré que dans les deux villes, les particules avaient des tailles distinctes, des formes asymétriques et une disposition irrégulière.

« Dans l’échantillon de poussière prélevé à Islamabad, le carbone domine avec une composition de 55,8 %, suivi par l’oxygène, le silicium et le calcium avec des compositions respectives de 22,71 %, 9,78 % et 3,85 %. L’aluminium, le fer, le potassium, le magnésium et le sodium sont également présents en quantités nettement inférieures », a déclaré le groupe. Dans l’échantillon de poussière prélevé à Bahawalpur, l’oxygène a une composition de 46,9 %, suivi du carbone, du silicium et de l’aluminium avec des compositions respectives de 20,11 %, 16,98 % et 4,26 %.

En comparant les modules sales et propres dans chaque ville, les chercheurs ont constaté une réduction de la puissance de sortie de 15,08 % à Islamabad et de 25,42 % à Bahawalpur. Les chercheurs ont conclu que la réduction de la puissance était due non seulement au fait que la poussière réduit l’absorption de la lumière solaire par le biais de l’effet dit d’écran, mais aussi au phénomène poussière-température. Ce dernier se produit parce que la poussière sur le module photovoltaïque entraîne un changement dans la forme du transfert de chaleur et conduit à la formation de points chauds.